ESTUDO E MODELAGEM DA VARIAÇÃO DE TEMPERATURA EM MECANISMOS DE FREIO AUTOMOTIVO EM DIFERENTES TIPOS DE FRENAGEM

Resumo

Este estudo objetiva modelar e simular computacionalmente o aquecimento de tambores e discos de freio em duas condições operacionais relevantes: frenagem em descida de serra e frenagem de emergência. O sistema de freio é um dos mais relevantes no quesito segurança veicular e o efeito do aquecimento dos componentes desse sistema em função do atrito que promove a frenagem é um fator importante a ser compreendido, pois pode promover falhas no sistema de frenagem. A partir de um balanço de energia pode-se calcular a energia transformada por atrito na frenagem e o quanto dela é armazenada no componente e/ou dissipada para o ambiente, principalmente por convecção. Foram realizadas uma análise por parâmetros concentrados e uma por parâmetros distribuídos. Para alcançar tal objetivo, foi desenvolvido um programa em Matlab-Simulink capaz de escolher um modelo de parâmetros concentrados adequado, a partir da informação de qual condição operacional e de que tipo de freio é usado. Esse programa utiliza 26 variáveis de entrada e é capaz de gerar curvas de temperatura do componente em função do tempo. Foram feitas simulações com condições iniciais determinadas pela norma europeia de desempenho de freios, tanto para frenagem em descida de serra quanto para frenagem de emergência. Os resultados dessas simulações foram apresentados, analisados com relação ao que se esperava de acordo com a teoria e comparados com ensaios experimentais realizados em veículos em pista de prova. Na comparação entre as curvas das simulações com as dos ensaios, destacam-se a tendência de a temperatura aumentar a uma taxa cada vez menor na descida de serra e o aspecto quadrático com assimetria deslocada para a esquerda na frenagem de emergência.